【C4D】2019.11.17 關(guān)于C4D軟件中的線性工作流與伽馬值2.2

最理想的光線衰減

看完GSG第二集后一臉懵逼,只知道教程中提出C4D中的線性工作流程與伽馬值2.2兩個(gè)概念,但對于這兩個(gè)一無所知,經(jīng)過幾天的研究后,有了一點(diǎn)自己的理解:)

教程中的操作只是在設(shè)置中打開了線性工作流程,然后在渲染時(shí)添加了一個(gè)顏色校正,并且在顏色校正中給了一個(gè)2.2的伽馬值,以獲得更為自然的光線衰減以及真實(shí)感,但由于GSG中使用的版本太過遠(yuǎn)古了(R10?),而我現(xiàn)在的版本是R19,很多設(shè)置都不一樣了,以及在全局光照效果中,也有了伽馬值的調(diào)整,而且?guī)讉€(gè)效果搭配下來的話區(qū)別是非常大的。

首先要先了解,什么叫做線性工作流Linear workflow,簡稱為LWF
,搜索了很久沒有針對性很強(qiáng)的講解,很多文章都是基于MAX以及VARY得出的結(jié)論,不太好理解,最終在B站上找到一個(gè)UP主專門針對LWF以及2.2伽馬的講解,還是非常細(xì)致的,附上原地址:Gamma校正與線性工作流入門講解 up主:韓世麟

由于我們?nèi)搜劭吹降念伾约皩叶鹊呐袛喔@示器、軟件等實(shí)際顯示出來的是不一樣的,可以理解為人眼所接受的是“美術(shù)數(shù)據(jù)”,而軟件渲染所提供的是“物理數(shù)據(jù)”,這是兩種不同的灰度,人眼在亮部的接受能力明顯要弱于暗部,意思是,我們能在暗部里看到更多細(xì)節(jié),但當(dāng)亮度超過某一個(gè)值時(shí),無論在亮部中有多少的細(xì)節(jié),人眼都是無法識別的,而偏偏軟件以及機(jī)器所提供的物理灰度,更多細(xì)節(jié)是集中亮部而非暗部,而不像人眼所能識別的美術(shù)灰度把更多的色階過度用在了暗部,結(jié)論就是我們?nèi)搜坌枰嗟陌挡可A而非亮部,所以機(jī)器必須把計(jì)算使用的“物理數(shù)據(jù)”還原成人眼所能接受的“美術(shù)數(shù)據(jù)”,這樣才能給人一個(gè)舒服的視覺呈現(xiàn)

兩種不同的灰階呈現(xiàn)

在上圖中,上邊一條灰階是“美術(shù)灰階”,下邊一條灰階是“物理灰階”,可以很清晰的看出,同為256色階,物理灰階的更多色階是分布是亮部的,而原本在“美術(shù)灰階”中用0-128總共129個(gè)灰階來表現(xiàn)的暗部,在物理灰階中則只有0-56總共57個(gè)灰階來表現(xiàn),所以這樣導(dǎo)致的結(jié)果是,如果顯示器直接給到一個(gè)“物理灰階”運(yùn)算的結(jié)果,會(huì)造成暗部表現(xiàn)過度“斷層”的結(jié)果,因?yàn)椤拔锢砘译A”本身只有57個(gè)色階來表現(xiàn)暗部。


如果要完成這兩者間的轉(zhuǎn)換,非常簡單,可以把“美術(shù)灰階”作為Y軸(輸出信號),把“物理灰階”作為X軸(輸入信號),以一條冪函數(shù)曲線來控制轉(zhuǎn)換(Y=X的gamma次方),這條冪函數(shù)筆直的穿過黑和白,也就是0和1,此時(shí)冪函數(shù)呈45度直線狀態(tài),也就是gamma=1,即輸入信號=輸出信號,沒有任何轉(zhuǎn)換。如下圖。

gamma=1

當(dāng)gamma的冪指數(shù)<1時(shí),此時(shí)輸入值會(huì)被放大,舉個(gè)例,曲線上提,把原先只有0-56中的56灰階強(qiáng)行拉到128灰階處,此時(shí)輸入的56灰階=128灰階,這是一個(gè)gamma校正的過程,如下圖

曲線上提,gamma<1

56灰階拉到128灰階處

當(dāng)gamma的冪指數(shù)>1時(shí),此時(shí)函數(shù)曲線會(huì)下壓,把輸入信號進(jìn)一步的縮小


gamma>1

通過gamma曲線來校正所得到的輸入信號,把輸入信號處理成“美術(shù)灰階”,就叫做gamma校正


當(dāng)渲染完成后,渲染器會(huì)生成32bit的物理原始數(shù)據(jù)(C4D中默認(rèn)是生成8bit的數(shù)據(jù),這其實(shí)是已經(jīng)被gamma校正過一次的結(jié)果,已經(jīng)不是原始的物理數(shù)據(jù),建議在輸出設(shè)置中改成32bit,所以工作放在后續(xù)調(diào)整)當(dāng)我們把這個(gè)結(jié)果轉(zhuǎn)換為JPG或其他格式用于傳播時(shí),此時(shí)機(jī)器會(huì)給到一個(gè)gamma冪指數(shù)<1的函數(shù)曲線,即提高曲線,來把物理數(shù)據(jù)的56色階對應(yīng)到美術(shù)數(shù)據(jù)的128色階,此時(shí),圖片被曲線上供過一次,而這些美術(shù)數(shù)據(jù),都存儲在一套色彩空間機(jī)制中,即sRGB,所有的顯示設(shè)備,都遵循這一套色彩空間機(jī)制,sRGB的伽馬值,就約等于2.2。而當(dāng)我們通過互聯(lián)網(wǎng)或其他方式,把這張圖片發(fā)送給其他人時(shí),由于我們的顯示設(shè)備為了顯示正常的“美術(shù)灰階”,都會(huì)對接收到的圖片進(jìn)行一次gamma校正,即用一條gamma冪函數(shù)>1的曲線下壓,此時(shí),就把原來被提高過的灰階重新還原成物理灰階,此時(shí),再通過顯示器顯示出來,此時(shí),我們?nèi)搜垭m然看到了0-56的暗部表現(xiàn),但在我們的大腦中,這個(gè)信號自然被替換成了正確的0-128的“美術(shù)灰階”

在渲染時(shí),由于我們所給的材質(zhì)貼圖,都是遵循sRBG標(biāo)準(zhǔn)的圖片,所以,在這些貼圖中的曲線,本身就是被上拱的,把這些上拱過曲線的貼圖代入線性的渲染器gamma=1時(shí),曲線圖呈直線狀態(tài),也被稱為“線性”同時(shí),我們輸入線性的燈光數(shù)據(jù),這樣最后得出的結(jié)果在被顯示器顯示時(shí),我們的顯示器都在執(zhí)行g(shù)amma校正的工作,即會(huì)用一條下壓的曲線還原為物理數(shù)據(jù),此時(shí),原本的貼圖被下壓后,還原成了真正的線性數(shù)據(jù)因?yàn)樵瓉肀簧瞎斑^此時(shí)又被下壓,剛好抵消而我們的燈光,則被下壓后,會(huì)變的更暗了,所以我們最后得到了一個(gè)比較暗的結(jié)果。

正確做法是,在輸入貼圖數(shù)據(jù)時(shí),就把sRGB中被上拱的曲線下壓回來,讓它變成線性數(shù)據(jù),這個(gè)過程又叫做DE-GAMMA。把線性的貼圖數(shù)據(jù)和線性的燈光代入線性的渲染器最后得出線性的結(jié)果,這就叫做線性工作流。

而在C4D中,只需要在工程設(shè)置中打開“線性工作流”選項(xiàng),就會(huì)自動(dòng)的執(zhí)行圖片DE-gamma操作

下面兩張圖是對比

全局光1,開啟線性工作流
全局光1,關(guān)閉線性工作流

參考文獻(xiàn)
http://blog.sina.com.cn/s/blog_6df1205a0101ozar.html
http://www.360doc.com/content/17/0509/11/32338633_652554012.shtml
https://www.bilibili.com/video/av38607808/?spm_id_from=333.788.videocard.1
https://www.bilibili.com/read/cv1075887/

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時(shí)請結(jié)合常識與多方信息審慎甄別。
平臺聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡書系信息發(fā)布平臺,僅提供信息存儲服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容